中科院团队发现金属异构酶新功能,揭示微生物代谢平衡策略
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中科院微生物研究所等团队发现金属异构酶能催化己糖氧化裂解,揭示微生物利用“一酶双功能”实现代谢平衡的精妙策略,为微生物代谢调控机制提供新见解。
新华社北京10月3日电(记者胡喆、顾天成)记者从中国科学院获悉,中国科学院微生物研究所陈义华团队、李德峰团队联合厦门大学王斌举团队,发现一种金属异构酶具有催化己糖氧化裂解的新功能,揭示了微生物利用“一酶双功能”实现代谢平衡的精妙策略。该研究成果近日发表于国际权威学术期刊《自然-催化》,这一发现为微生物代谢机制研究注入了新活力。
糖类是生命活动的重要能量和结构基础,其中己糖的碳-碳键断裂是其进入代谢的关键步骤。在次级代谢过程中,科研人员此前对己糖裂解反应机制知之甚少,而此次突破无疑填补了这一领域的空白。
研究团队以具有显著抗菌活性的天然产物“环烯酸菌素”为对象,解析了其中关键酶Art22的结构与功能。该酶具有典型的TIM桶状结构,不仅能催化己酮糖异构化,还可借助金属离子活化氧气,将己糖氧化裂解为短链化合物并释放二氧化碳,展现了酶的独特催化魅力。
尤为重要的是,Art22能在同一活性中心依次完成异构化与氧化裂解两步反应,在菌体内同时承担“合成”与“降解”双重角色:既促进抗菌分子的生成抑制竞争细菌,又使胞内微量毒性产物及时失活保护自己,维持着精妙的平衡。这一机制不仅深化了我们对微生物代谢的理解,更为未来的生物技术应用提供了无限可能。
科研人员表示,该研究首次阐明了一种全新的糖类氧化裂解机制,拓展了金属酶催化反应类型的认知,为微生物代谢调控机制提供了新见解,也为天然产物药物研发和酶工程应用提供了理论依据。
(文章来源:新华社)
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